Question

20世纪30年代以来，人们在对宇宙射线的研究中，陆续发现了一些新的粒子，K介子和π介子就是科学家在1947年发现的．K^-介子的衰变方程为 K^-→π+π^-，其中K^-介子和π^-介子带负电，电荷量等于基元电荷电量，π介子不带电．如图所示，一个K^-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为图中的圆弧虚线，K^-介子衰变后，π介子和π^-介子的轨迹可能是（ ）
A．
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：带负电的粒子垂直进入磁场在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由左手定则可判定洛伦兹力方向与粒子的运动方向及磁场方向的关系．
解答：解：A、由图可知，K^-介子沿垂直于磁场的方向沿圆弧虚线进入磁场，由于K^-介子带负电，则由左手定则让磁感线穿过掌心，四指所指负电荷的运动方向，大拇指所指方向的反方向即为洛伦兹力的方向．K^-介子衰变后，π介子不带电，因此沿原方向做匀速直线运动，而π^-介子带负电，运动方向与π介子方向相反，所以选项A正确；
B、由图可知，K^-介子沿垂直于磁场的方向沿圆弧虚线进入磁场，由于K^-介子带负电，则由左手定则让磁感线穿过掌心，四指所指负电荷的运动方向，大拇指所指方向的反方向即为洛伦兹力的方向．K^-介子衰变后，π介子不带电，因此沿原方向做匀速直线运动，而π^-介子带负电，运动方向与π介子方向相反，所以选项B错误；
C、由图可知，K^-介子沿垂直于磁场的方向沿圆弧虚线进入磁场，由于K^-介子带负电，则由左手定则让磁感线穿过掌心，四指所指负电荷的运动方向，大拇指所指方向的反方向即为洛伦兹力的方向．K^-介子衰变后，π介子不带电，因此沿原方向做匀速直线运动，而π^-介子带负电，运动方向与π介子方向相反，所以选项C错误；
D、由图可知，K^-介子沿垂直于磁场的方向沿圆弧虚线进入磁场，由于K^-介子带负电，则由左手定则让磁感线穿过掌心，四指所指负电荷的运动方向，大拇指所指方向的反方向即为洛伦兹力的方向．K^-介子衰变后，π介子不带电，因此沿原方向做匀速直线运动，而π^-介子带负电，运动方向与π介子方向相反，所以选项D错误；
故选A．
点评：衰变后动量守恒，运动方向正好相反．同时注意带电粒子的电性，相同的磁场方向、运动方向，而不同的电性，则洛伦兹力的方向也不相同．